„capacitatea de adezivi și sensibil la presiune, casete pentru a adera la plastic depinde în mare măsură pe suprafața lor de energie,” Kremer puncte de afară. „Materialele compozite, cum ar fi materialele plastice rigide armate cu fibre, se leagă în general bine în ansambluri cu componente metalice și, prin urmare, sunt adesea folosite ca înlocuitori ușori pentru piese metalice, cum ar fi căștile de luptă și vehiculele de agrement.”
industria auto a fost mult timp un lider în ansamblurile de materiale mixte., Aplicațiile auto din Plastic-metal includ module frontale, cutii de pedale, pedale de frână, carcase pentru airbag-uri pentru șofer, Tigăi pentru scaune, puțuri pentru roți de rezervă, capace pentru colectoare și grinzi transversale.
” depinde de aplicație și condițiile în care materialul are pentru a efectua”, spune Vasant Pednekar, inginer senior la plastice producător Lanxess Corp. „De exemplu, nailon este folosit, de obicei, mai mare în cazul în care cerințele de temperatură sau mai mare durabilitate este nevoie .,în timp ce aplicațiile plastic-metal sunt populare în industria auto, îmbinările dintre cele două materiale sunt de asemenea utilizate pentru asamblarea aparatelor, bunurilor de larg consum, electronicelor, dispozitivelor medicale și turbinelor eoliene.
producătorii electronici se alătură componentelor din plastic și metal, cum ar fi carcasele interne și externe utilizate în telefoanele inteligente și alte dispozitive portabile. „Adesea, structura internă de susținere este din oțel inoxidabil subțire sau aluminiu și aceasta este conectată la o bucată de plastic mai groasă”, spune Jay McKenna, Global business manager pentru micropem fasteners la PennEngineering.,barcile sunt un alt produs cu ansambluri de materiale mixte. Producătorii marini folosesc compozite pentru corpuri, compartimente pentru motoare, stâlpi, cârme și alte componente de zeci de ani. Astfel de ansambluri trebuie să fie foarte puternice și de multe ori trebuie să reziste în medii cu apă sărată.”piesele metalice sunt întotdeauna necesare pentru a prelua sarcini punctuale pentru piesele compozite și pentru a oferi un punct de fixare mecanic, un punct de pivotare sau pentru a răspândi o sarcină pentru structura compozită”, notează Andrew Rich, președintele Element 6, o companie de consultanță specializată în compozite din fibră de carbon Auto.,
metode de îmbinare
piesele din Plastic sau compozite sunt de obicei îmbinate cu plăci metalice sau componente structurale fie cu adezivi, fie cu elemente de fixare.îmbinarea materialelor plastice cu metalele implică adesea elemente de fixare mecanice, cum ar fi nituri sau șuruburi. Cu toate acestea, acest lucru necesită găurire, care poate fi costisitoare. Grosimile compozite și metalice trebuie mărite în general pentru a se adapta concentrațiilor de stres la sarcinile găurii și punctului de fixare, sacrificând avantajul greutății. Unele elemente de fixare prezintă, de asemenea, riscul de rugină și coroziune.,inserțiile filetate sunt o modalitate de a îmbina piesele metalice cu piesele din plastic folosind elemente de fixare filetate. „Cea mai obișnuită aplicație este presarea inserțiilor de alamă sau oțel în componente din plastic, fie prin prelucrare termică, fie cu ultrasunete”, susține Marcus EWI. „Acest lucru se realizează prin topirea polimerului într-un knurl pe partea metalică, care acționează o îmbinare mecanică odată ce plasticul este răcit.”
o altă opțiune de fixare cu filet pentru ansamblurile de materiale mixte este fixarea automată., Ca răspuns la utilizarea sporită a plasticului atașat la metal, PennEngineering a dezvoltat recent mai multe produse noi.”majoritatea elementelor noastre de fixare sunt concepute pentru a se fixa în metal și, de obicei, dețin două panouri împreună”, subliniază McKenna. „Am constatat că un element de fixare care se extinde prin panoul metalic subțire, și apoi broșe în panoul de plastic mai gros, oferă cele mai bune rezultate.
„acțiunea de broșare își croiește drumul în plasticul neductil și ține cele două foi împreună”, explică McKenna., „Acest lucru poate fi de multe ori o soluție care este la același nivel pe suprafețele de sus și de jos ale ansamblului.”
lipirea adezivă depășește multe dintre problemele legate de utilizarea elementelor de fixare filetate pentru a uni ansamblurile de materiale mixte. Întreaga suprafață de contact legată participă la gestionarea sarcinii. În plus, combinația de adeziv și grund izolează o suprafață de alta, ceea ce reduce problemele de interacțiune galvanică.
lipirea adezivă asigură o gestionare mai eficientă a sarcinii, astfel încât grosimea și greutatea ambelor materiale pot fi reduse. Și nu există găuri pentru găurire, aliniere sau etanșare.,cu toate acestea, adezivii nu sunt instantanee ca elemente de fixare mecanice. În funcție de tehnologie, adezivi ia secunde, minute și, ocazional, ore pentru fixare și în cele din urmă vindeca. Producătorii trebuie să aștepte ca dispozitivul de fixare să fie finalizat înainte de a muta piesele.
controlul este, de asemenea, un factor. Cantitatea de adeziv distribuită, locația exactă a adezivului și forța de prindere aplicată ansamblului trebuie controlate cu atenție sau legătura va fi compromisă.deși adezivii pot lega practic orice plastic de orice metal, unele materiale funcționează mai bine decât altele., „Nailonul și absul sunt, de obicei, cele mai ușoare materiale plastice care se îmbină cu metalele”, spune Henkel ‘ s Small. „Rezistența legăturii la plastic nu este întotdeauna ideală atunci când lucrați cu materiale plastice extrem de netede, cum ar fi polipropilena sau cu materiale plastice greu de legat, cum ar fi polietilena. Dar, grundurile pot crește foarte mult rezistența legăturii la materiale plastice.”aproape toate tehnologiile adezive pot fi utilizate pentru a lega materialele plastice de metale”, adaugă Small.”Cianoacrilații, acrilicii, epoxii, uretanii, elastomerii și siliconii leagă în mod fiabil materialele plastice de metale.,o nouă tehnologie numită hybrid structural instant adhesive (introdusă în această toamnă de Henkel) va îmbunătăți aplicațiile de lipire plastic-metal. Combină adezivii cianoacrilați cu întărire rapidă cu tehnologiile structurale tradiționale, cum ar fi epoxidul sau metacrilatul de metil.
„acestea sunt adezivi de întărire din două părți, la temperatura camerei, aplicați folosind un distribuitor cu două cartușe”, spune Small. „Acestea oferă viteze rapide de fixare a cianoacrilaților cu durabilitatea tehnologiei structurale.,
„adezivii instant structurali hibrizi pot lega majoritatea formulărilor din plastic, inclusiv materialele plastice greu de legat, de substraturile metalice”, susține Small. „Cheia este că o fac mai repede. Viteza de fixare diferențiază hibridul de tehnologia structurală pură. Hibrizii se fixează în mai puțin de trei minute.deși în prezent este imposibil să sudați plastic pe metal, mai multe proiecte noi R&d dețin potențial.,Avraham Benatar, profesor asociat de ingineria științei materialelor la Universitatea de Stat din Ohio, a dezvoltat o metodă de îmbinare a termoplastelor cu metalul folosind un instrument încălzit. Substratul metalic este texturat cu un model knurl fin și încălzit pentru o perioadă prestabilită prin apăsarea acestuia pe o unealtă fierbinte care este păstrată la o temperatură ridicată. Apoi, placa fierbinte este retrasă, iar foaia termoplastică rece este presată pe suprafața metalică fierbinte pentru o perioadă prestabilită.metalul fierbinte topește suprafața termoplastică, ducând la curgere și umezire., Plasticul topit curge în șuvițe, creând o îmbinare mecanică de interblocare atunci când plasticul se răcește și se solidifică. Creșterea timpului de încălzire crește, în general, rezistența articulației până când se atinge un optim.potrivit lui Benatar, îmbinările din polietilenă de înaltă densitate (HDPE)-oțel pe care le-a creat cu tehnica sunt puțin mai puternice și mai consistente decât îmbinările HDPE-aluminiu. Pentru un timp fix de încălzire, îmbinările din policarbonat și HDPE – oțel sunt mai puternice decât îmbinările din polipropilenă și acril – oțel.,inginerii de la Joining and Welding Research Institute din Osaka, Japonia, au dezvoltat un nou proces numit friction lap welding. Ei au efectuat recent un test care sa alăturat cu succes pieselor din aluminiu și nailon. S-au obținut îmbinări cu ture cu rezistență mare la forfecare pe o gamă largă de parametri de sudare.
Leave a Reply